Išsivysčiusiose šalyse, kuriose yra pažangi įrangos gamybos pramonė, maždaug 50 % visos produkcijos vertės gaunama iš suvirinimu susijusių įmonių. Siekdami padidinti rinkos konkurencingumą, gamintojai vis labiau reikalauja didesnio gamybos efektyvumo ir mažesnių gaminių savikainos. Siekiant pagerinti suvirinimo efektyvumą, taikomi įvairūs metodai, pavyzdžiui, neeilinių suvirinimo parametrų naudojimas,hibridinis suvirinimas, galima pritaikyti daugiavielinį arba daugialankinį suvirinimą ir patobulintas suvirinimo vielas. Šie pažangūs suvirinimo procesai žymiai pagerino suvirinimo gamybos efektyvumą, įgijo platų pritaikymą ir svariai prisidėjo prietobulėjant suvirinimo technologijoms.

Įžengiant į XXI amžių, sparčiai vystantis mokslui ir technologijoms, didelio efektyvumo suvirinimas sulaukė vis daugiau dėmesio ir tapo suvirinimo technologijų tyrimų ir taikymo tendencija tiek šalies viduje, tiek tarptautiniu mastu. Anksčiau didelio efektyvumo suvirinimo srityje pagrindinis dėmesys buvo skiriamas suvirinimo medžiagų tobulinimui. Pastaraisiais metais suvirinimo automatizavimo tobulinimas paskatino didelio efektyvumo suvirinimo technologijų plėtrą, o greitaeigis suvirinimas arbadidelio nusodinimo greičio suvirinimastapo būsima plėtros kryptimi. Vadinamoji „didelio efektyvumo suvirinimo technologija“ iš esmės reiškia technologijų, tokių kaip greitasis suvirinimas, didelio nusodinimo greičio suvirinimas ir didelio suvirinimo efektyvumo suvirinimas, rinkinį.

(1) Suvirinimo efektyvumo gerinimo būdai

Suvirinimo gamybos efektyvumo gerinimas apima du aspektus: vienas yra didelio nusodinimo greičio suvirinimas, kuriuo siekiama padidinti suvirinimo medžiagų lydymosi greitį, kuriam reikia išlydyti daugiau suvirinimo medžiagų per laiko vienetą, daugiausia naudojamas storų plokščių suvirinimui, kai nusodinimo greitis siekia iki 30 kg/h; kitas yra didelio greičio suvirinimas, kuriuo siekiama padidinti suvirinimo greitį, kurio pagrindinis atspirties taškas yra padidinti suvirinimo srovę, tuo pačiu didinant suvirinimo greitį, kad suvirinimo šilumos tiekimas išliktų beveik nepakitęs, daugiausia naudojamas plonų plokščių suvirinimui, kai suvirinimo greitis yra maždaug 3–8 kartus didesnis nei įprasto suvirinimo CO₂ dujomis, naudojant apsauginius ekranus.

Remiantis dabartine mokslinių tyrimų ir plėtros bei gamybos taikymo situacija, yra šie būdai, kaip pagerinti suvirinimo gamybos efektyvumą:

• Pagerinkite maksimalų vielos lydymosi greitį naudodami skirtingus apsauginių dujų derinius, kad padidintumėte suvirinimo nusėdimo greitį.
• Naudokite hibridinius šilumos šaltinius suvirinimo efektyvumui pagerinti, pvz., lazerinio lanko hibridinį suvirinimą, lazerinio plazminio lanko hibridinį suvirinimą ir kt.
• Norėdami pagerinti suvirinimo efektyvumą, naudokite daugiavielį arba karštos vielos tiekimą, pvz., dviejų vielų (arba daugiavielį) dujomis ekranuotą suvirinimą, daugiavielį panardinamąjį lankinį suvirinimą, karštos vielos dujomis ekranuotą suvirinimą ir kt.
• Išnaudokite unikalias aktyviųjų elementų chemines savybes, kad padidintumėte lanko įsiskverbimo gebėjimą, sumažintumėte suvirinimo skerspjūvio dydį ir pagerintumėte suvirinimo efektyvumą, pvz., A-TIG suvirinimas, A-lazerinis procesas ir kt.
• Sumažinkite griovelio dydį, kad sumažintumėte suvirinimo skerspjūvio plotą ir sumažintumėte nusodinto metalo kiekį, pvz., siauro tarpo suvirinimo atveju.
• Norėdami padidinti suvirinimo greitį, naudokite specialias suvirinimo maitinimo šaltinių išėjimo bangų formas.

Šiuo metu tarptautinis apibrėžimasdidelio efektyvumo metalo aktyviųjų dujų (MAG) suvirinimas(žr. DVS-Nr. 0909-1) yra toks: 1,2 mm skersmens vielai MAG suvirinimas, kai vielos padavimo greitis viršija 15 m/min. arba nusodinimo greitis yra didesnis nei 8 kg/h, vadinamas didelio efektyvumo MAG suvirinimu. Kai kurių didelio efektyvumo MAG suvirinimo būdų nusodinimo efektyvumas gali siekti 20 kg/h.

(2) Didelio efektyvumo MAG suvirinimo medžiagos

Šiuo metu tarp būdų, skirtų MAG suvirinimo nusodinimo efektyvumui pagerinti, plačiai naudojama yra vientisų vielų pakeitimas fliuso miltelinėmis vielomis suvirinimui. Naudojant metalines miltelines vielas su geležies milteliais, nusodinimo efektyvumas gali padidėti daugiau nei 50 %, palyginti su vientisomis vielomis. Be to, apsauginių dujų sudėties koregavimas gali žymiai pagerinti vielos nusodinimo efektyvumą.

• Vientisos vielos tinka 1,0–1,2 mm skersmenims. Per plonos vielos sunkiai pritaikomos greitam vielos padavimui dėl nepakankamo standumo; o vielos, kurių skersmuo didesnis nei 1,2 mm, sunkiai užtikrina stabilų sukamojo lanko perdavimą net ir esant didelei srovei.
• Fliusinės vielos gali būti 1,2–1,6 mm skersmens. Tiek metalinės, tiek šlaką formuojančios fliusinės vielos gali pasiekti didelio efektyvumo MAG suvirinimą esant dideliems suvirinimo parametrams. Ypač metalinių vielų atveju, dėl didelio metalo miltelių užpildymo lygio (iki 45 %), naudojant 1,6 mm skersmens metalinę vielą, esant 380 A suvirinimo srovei ir 38 V įtampai, vielos lydymosi greitis gali siekti 9,6 kg/h.

Metalinės vielos lašelių perdavimas yra panašus į vientisos vielos. Fliusinės vielos gali būti suvirinamos įprastu purškimu ir greituoju trumpojo jungimo perdavimu, tačiau negali sukurti sukamojo lanko perdavimo. Rutilinės fliusinės vielos maksimalus tiekimo greitis gali siekti 30 m/min., o pagrindinės fliusinės vielos tiekimo greičio viršutinė riba yra apie 45 m/min., o vielos lydymosi greitis – iki 20 kg/h.

(3) Lašelių perdavimo tipai didelio efektyvumo MAG suvirinimo metu

Įprasto MAG suvirinimo metu, didėjant suvirinimo srovei, lašelių pernašos forma keičiasi iš trumpojo jungimo pernašos, rutulinio pernašos į purškimo pernašą. Siekiant užtikrinti gerą suvirinimo siūlės formavimąsi, lašelių purškimo pernašos ribinė srovė yra apie 400 A.

Didelio nusodinimo greičio MAG suvirinimo metu, visapusiškai išnaudojant daugiakomponenčių apsauginių dujų fizikines savybes ir tinkamai padidinant vielos pailgėjimą, galima gerokai padidinti vielos lydymosi greitį netradicinio MAG suvirinimo didelės srovės ir aukštos įtampos diapazone, o tuo pačiu metu iš esmės pasikeičia ir lašelių pernašos morfologija. Pagrindinės jos formos yra: įprastas purškiamas pernešimas, didelės spartos trumpojo jungimo pernešimas, rotacinis purškiamas pernešimas ir didelės spartos purškiamas pernešimas.

• Įprastas purškimo perdavimo lankas: Srityjedidelio greičio suvirinimas, purškimo perdavimo lanko vielos padavimo greitis yra 15–20 m/min. diapazone.
• Didelės spartos trumpojo jungimo perdavimo lankasDidelės spartos trumpojo jungimo perėjimo lankas gaunamas sumažinant suvirinimo įtampą ir padidinant sausą pailgėjimą vielos padavimo greičio diapazone nuo 15 iki 20 m/min. Padidinus sausą pailgėjimą iki 40 mm, vielos galas suminkštėja ir pradeda suktis 1–2 mm atstumu nuo vielos ašies. Besisukantis vielos galas sukuria periodinį trumpojo jungimo perėjimą abiejose suvirinimo siūlės pusėse.
• Besisukantis purškimo perdavimo lankasSukamasis lankas susidaro, kai vielos galas suminkštėja dėl didelės srovės ir nukreipiamas lanko jėgos. Vieloms, kurių skersmuo yra 1–2 mm, vielos padavimo greitis turi siekti 25 m/min. ar daugiau, o ekvivalentinė minimali suvirinimo srovė yra apie 450 A. Bendras laisvojo vielos galo nuokrypis nuo vielos ašies yra keli milimetrai, tai galima pastebėti plika akimi suvirinimo metu.
• Didelės spartos purškimo perdavimo lankasJam būdingas ašinis lašelių perdavimas, vielos padavimo greitis viršija 20 m/min., o lašelių dydis yra maždaug lygus vielos skersmeniui. Palyginti su po vieną lašelių perdavimu lanku, šis procesas duoda geriausią efektą. Lašelių atskyrimo procesas kartojasi tuo pačiu būdu, o siauras, koncentruotas ir akinantis plazmos spindulys yra didelės spartos purškimo perdavimo lanko savybė. Kai suminkštėjęs vielos galas nusileidžia, lanko ilgis sumažėja, o plazmos lanko stulpelis platėja, tada tarp išlydyto lašelio ir vielos galo susidaro skystas tiltas. Skysčio tiltas nuolat suspaudžiamas veikiant elektromagnetinei susitraukimo jėgai, todėl lankas platėja. Kai tiltas tarp vielos galo ir lašelio tampa pakankamai mažas, aplink tiltą susidaro plazma. Tiltui nutrūkus, didelės spartos purškimo perdavimo lankas vėl užsidega, vėl suformuodamas siaurą ir koncentruotą plazmos srovę. Didelės spartos purškimo perdavimo lanko atveju, dėl gilios, bet siauros įsiskverbimo formos, suvirinimo šaknis negali būti visiškai užpildyta išlydytu metalu.